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　　摘　要：本文從主軸箱體的材料、成型工藝和主切削力作用下引起前軸承孔的塑性變形進(jìn)行了全面的分析，并提出了維修方案，對(duì)金屬切削機(jī)床故障判斷具有一定的指導(dǎo)意義。
　　關(guān)鍵詞：車床；主軸箱；變形；分析
　　在我國(guó)C620-1車床已被C6140車床取而代之，但在短期內(nèi)還不能全部更新。 C620-1車床由于使用期長(zhǎng)， 加之機(jī)床在設(shè)計(jì)中存在一些缺陷，機(jī)床的強(qiáng)度、剛度、精度以及功能都較C6140車床差。因此，在使用中應(yīng)定期檢修，注意機(jī)床精度對(duì)加工零件精度的影響。我院某臺(tái)C620-1車床在加工軸類零件時(shí)產(chǎn)生錐度較大， 以致不能加工精度稍高的軸類工件。機(jī)修工和操作者共同查找原因，在靜態(tài)下測(cè)試: 機(jī)床導(dǎo)軌幾何精度合格， 主軸線對(duì)導(dǎo)軌的平行度也合格， 用檢驗(yàn)心棒檢測(cè)主軸徑向跳動(dòng)、軸向竄動(dòng)不超差的情況下，找不到原因。通過(guò)以下分析和論證，查明了原因。作了相應(yīng)的維修處理，該機(jī)床的精度得以恢復(fù)。
　　車床工作時(shí)，受主切削力的影響，各部件都會(huì)產(chǎn)生變形，當(dāng)切削參數(shù)或工件材料的強(qiáng)度、硬度增大時(shí)，主切削力也隨之增大。在切削過(guò)程中，影響切削力的因素很多，其中主要因素是：工件材料、刀具材料、切削用量、刀具幾何角度等。在主切削抗力的作用下，車床床身導(dǎo)軌，床鞍的變形并不大，這是由于設(shè)計(jì)中已考慮了足夠的剛度，加之床身導(dǎo)軌與拖板的接觸面積較大，單位面積的受力較小，工作時(shí)其彈性變形能控制在精度范圍內(nèi)。主切削力對(duì)車床主軸箱軸承孔影響較大，主切削力在通常情況下是定向的，它由切向力 Pz、徑向力Py 和軸向力px 合成（見(jiàn)圖1）。主切削力P通過(guò)工件傳遞給主軸，再通過(guò)軸承傳遞到主軸箱前后軸承孔。前后軸承孔長(zhǎng)期受定向力的作用產(chǎn)生彈性和塑性變形。尤其是主軸前端軸承孔的受力較大，通常大于主切削力，因此前軸承孔產(chǎn)生塑性變形的可能性也大。當(dāng)切削力通過(guò)主軸傳到前軸承時(shí)，由于軸承的外圈屬于薄壁零件，在外力的作用下產(chǎn)生彈性變形，變形的方向與受力的方向相同（見(jiàn)圖2），軸承外圈局部產(chǎn)生橢圓，軸承外圈局部變形表面將力傳遞到軸承孔表面，在局部接觸面上產(chǎn)生了較大的壓應(yīng)力。主軸箱是由灰鑄鐵制成，灰鑄鐵的組織疏松，晶粒大于碳鋼，在壓應(yīng)力的作用下，灰鑄鐵的組織晶粒產(chǎn)生扭曲變形，當(dāng)壓應(yīng)力超過(guò)灰鑄鐵的彈性極限時(shí)，主軸前端軸承孔產(chǎn)生塑性變形而不能回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。軸承的材料是軸承鋼，在切削外力消除后，軸承外圈回復(fù)到原來(lái)狀態(tài)。當(dāng)機(jī)床無(wú)載荷時(shí)，在變形后的軸承孔與軸承外圈之間形成較大的間隙（見(jiàn)圖3）。車床空載時(shí)檢驗(yàn)主軸對(duì)導(dǎo)軌的平行度，由于軸承外圈處在不變形的狀態(tài)下，主軸的位置精度不會(huì)受軸承孔橢圓度的影響。但隨著主切削力的增大，軸承外圈朝著間隙方向變形，前軸承及軸心線也向變形方向位移。切削抗力越大，變形越大，主軸中心線位移也越大。這時(shí)，機(jī)床主軸線對(duì)導(dǎo)軌的平行度超差，加工出的軸類工件就會(huì)產(chǎn)生較大的錐度（如圖4）。 　　另外，主軸箱體鑄造時(shí)，若主軸孔砂芯棒發(fā)生位移，加工時(shí)采用借料的方法來(lái)找正主軸孔位置時(shí)，切忌主軸孔的位移方向與主軸箱受主切削力的方向相反的情況。這樣，受主切削力作用的方向加工余量增大，不符合重要表面余量均勻的原則，導(dǎo)致加工余量大的表面組織晶粒粗大，抗壓強(qiáng)度較低。機(jī)床制造廠對(duì)于這類箱體應(yīng)嚴(yán)格控制，作報(bào)廢回爐處理。
　　不論是普通機(jī)床還是數(shù)控機(jī)床，使用期越長(zhǎng)，箱體孔變形越大。因此對(duì)舊機(jī)床大修時(shí)，要注意檢測(cè)主軸箱軸承孔的圓度、圓柱度和同軸度。 
　　車床出現(xiàn)主軸箱軸承孔橢圓度超差后，只能對(duì)主軸箱進(jìn)行大修。在橢圓度超差不大時(shí)，可采用金屬涂鍍法修復(fù)。若橢圓度超差較大，可以鏜孔鑲套后再加工。修復(fù)時(shí)，要注意保證主軸箱前后軸承孔對(duì)主軸箱下接觸面導(dǎo)軌在水平平面和垂直平面內(nèi)的平行度。